RU2069718C1 - Sand trap - Google Patents

Abstract

FIELD: sewage treatment to remove mechanical impurities. SUBSTANCE: sand trap has straight channel with flow inlet and outlet at its ends and inclined bottom with trough for sand collection in the deepest part of the bottom, and device for sand removal. Installed above trough is circulating bubbling tube for producing circulation flow in cross-section of the channel. Secured to part of channel side wall adjacent to the part of bottom and to end face in which flow discharge device is installed, are interconnected to one another. Bubbling tubes are connected to the circulating bubbling pipe. In this case, the number of bubbling holes per running meter increases in direction from circulating bubbling pipe. Transverse bubbling tubes are installed between inlet device and end face of pan which is secured to side wall of sand trap. EFFECT: higher efficiency. 6 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области очистки сточных вод от механических примесей. The invention relates to the field of wastewater treatment from mechanical impurities.

Известна песколовка, содержащая изогнутый канал с входными и выходными устройствами, размещенными на торцах канала, и желоб для отвода осевшего песка [1] Недостатком данной песколовки является невысокая эффективность работы и сложность в изготовлении. Known sand trap containing a curved channel with input and output devices located at the ends of the channel, and a chute for removal of settled sand [1] The disadvantage of this sand trap is its low efficiency and complexity in manufacturing.

Известна и другая песколовка, содержащая прямой канал с наклонным дном и с расположенными на торцах устройствами ввода и вывода среды, расположенный в наиболее глубокой части дна желоб для перемещения песка к устройству удаления песка из песколовки (эжекционное или эрлифтное устройство), барботажную трубу для создания циркуляционного движения пульпы [2] Недостатком указанной песколовки является ее невысокая эффективность. В действующих на станциях аэрации песколовках удаление осветленной жидкости осуществляется через щитовые затворы по отводящей системе, при этом интенсивное движение жидкости у затвора порождает крупномасштабные вихри, которые поднимают осевшие частицы песка в верхнюю часть потока, разрушают циркуляционное течение в осевой плоскости, организованное для смыва в желоб осевшие песковые фракции. В результате большое количество песка выносится из песколовки. Another sand trap is known, containing a direct channel with an inclined bottom and with medium input and output devices located at the ends of the channel, a trough located in the deepest part of the bottom for moving sand to a device for removing sand from a sand trap (ejection or airlift device), a bubbler pipe for creating a circulation pulp movement [2] The disadvantage of this sand trap is its low efficiency. In sand traps operating at aeration stations, the clarified liquid is removed through shield gates along the discharge system, and the intensive movement of fluid at the gate generates large-scale vortices that raise settled sand particles to the upper part of the stream and destroy the axial circulation flow organized for washing into the gutter settled sand fractions. As a result, a large amount of sand is removed from the sand trap.

Удаление песка из желоба производится периодически, при этом подается большое количество технической воды, которая способствует перемещению песковых фракций к устройству для удаления песка. Sand is removed from the gutter periodically, while a large amount of process water is supplied, which helps to move the sand fractions to the sand removal device.

Техническим результатом изобретения является снижение проскока песковых фракций с одновременным снижением доли органики в осевших песковых фракциях. The technical result of the invention is to reduce the breakthrough of sand fractions while reducing the proportion of organic matter in the settled sand fractions.

Это достигается тем, что в песколовке, содержащей прямой канал с расположенными на торцах устройствами ввода и вывода потока и с наклонным дном, в наиболее глубокой части которого выполнен желоб для сбора песка и устройство для его удаления, выше желоба установлена циркуляционная барботажная труба для создания циркуляционного течения в поперечном сечении канала. Новым в песколовке является то, что к части боковой стенки канала, примыкающей к наименее глубокой части дна и к торцевой стенке, в которой установлено устройство для отвода потока, прикреплены лотки, соединенные между собой, циркуляционной барботажной трубой соединены барботажные трубки, при этом количество барботажных отверстий на один погонный метр возрастает по мере удаления от циркуляционной барботажной трубы, поперечные барботажные трубы установлены между устройством ввода и торцом лотка, прикрепленного к боковой стенке песколовки. This is achieved by the fact that in the sand trap containing a direct channel with flow input and output devices located at the ends and with an inclined bottom, in the deepest part of which a gutter for collecting sand and a device for removing it are made, a circulation bubbler pipe is installed above the gutter to create a circulation flow in the cross section of the channel. New in the sand trap is that to the part of the side wall of the channel adjacent to the least deep part of the bottom and to the end wall in which the device for diverting the flow is installed, trays are connected to each other, sparging tubes are connected by a circulation bubbler pipe, while the number of bubblers holes per linear meter increases with distance from the circulation bubbler pipe, transverse bubbler pipes are installed between the input device and the end of the tray attached to the side wall of the sand ki.

Кроме того, она снабжена разделяющей перегородкой и системой распределительных стержней, при этом разделительная перегородка установлена под углом к боковой стенке, на которой крепится лоток, и состыкована с ней, а система распределительных стержней установлена вдоль канала под углом к оси канала между разделяющей перегородкой и торцом канала, к которому крепится лоток; турбулизирующими пластинами, прикрепленными к боковой стенке, примыкающей к наиболее глубокой части дна, причем длина пластин увеличивается по мере приближения к устройству отвода потока, перед устройством ввода установлена дополнительная система распределительных стержней; поворотными пластинами и поворотными элементами, при этом поворотные пластины снабжены отбортовкой и крепятся к боковой стенке, совмещенной с наиболее глубокой части дна, а также установлены под углом к вертикали, причем нижние торцы расположены на дне песколовки и установлены ближе к устройству ввода, чем верхние торцы, вдоль края желоба, ближайшего к лоткам, установлены поворотные элементы. Кроме того, поворотные элементы выполнены в виде поворотных колен с входным отверстием в верхней части и с выходным отверстием в нижней части, при этом поперечное сечение нижнего отверстия меньше верхнего. In addition, it is equipped with a dividing wall and a distribution rod system, while the dividing wall is installed at an angle to the side wall on which the tray is attached and is joined to it, and the distribution rod system is installed along the channel at an angle to the channel axis between the dividing wall and the end the channel to which the tray is attached; turbulizing plates attached to the side wall adjacent to the deepest part of the bottom, and the length of the plates increases as you approach the device to divert the flow, an additional system of distribution rods is installed in front of the input device; rotary plates and rotary elements, while the rotary plates are flanged and attached to the side wall, combined with the deepest part of the bottom, and are installed at an angle to the vertical, with the lower ends located on the bottom of the sand trap and installed closer to the input device than the upper ends , along the edge of the gutter closest to the trays, rotary elements are installed. In addition, the rotary elements are made in the form of rotary elbows with an inlet in the upper part and with an outlet in the lower part, while the cross section of the lower hole is smaller than the upper one.

На фиг. 1 представлен вид песколовки сверху; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1 (без систем с распределительными стержнями); на фиг. 3 представлен вид сверху песколовки со встречными потоками; на фиг. 4 представлен поворотный элемент в изометрии; на фиг. 5 0 поворотные пластины в изометрии. In FIG. 1 is a top view of a sand trap; in FIG. 2, section AA in FIG. 1 (without systems with distribution rods); in FIG. 3 shows a top view of a sand trap with oncoming flows; in FIG. 4 shows a rotary element in isometry; in FIG. 5 0 turning plates in isometry.

Песколовка состоит из прямолинейного канала 1 с устройствами ввода 2 и вывода 3 среды. Дно 4 песколовки наклонное, при этом одна боковая стенка 5 состыкована с менее глубокой частью дна, а вторая боковая стенка 6 с более глубокой частью дна. Вблизи боковой стенки 6, параллельно ей выполнен в дне 4 желоб 7 для перемещения песка к устройству 8 для удаления песка из песколовки. Вблизи боковой стенки 6 установлена барботажная труба 9, создающая циркуляционное движение в плоскости поперечного сечения. К части боковой стенке и к торцу с устройством вывода среды прикреплены лотки 10, состыкованные между собой. С циркуляционной барботажной трубой 9 соединены поперечные барботажные трубки 11, отверстия 12 в которых выполнены неравномерно, максимальное количество отверстий на погонный метр выполнено вблизи стенки 6 и по мере удаления от нее количество отверстий на погонный метр уменьшается. К боковой стенке 5 прикреплена разделяющая перегородка 13, размещенная в средней части канала по длине канала и расположенная в верхней части канала (высота перегородки меньше глубины канала). К боковой стенке 6 прикреплены на равном расстоянии одна от другой вдоль боковой стенки турбулизирующие пластины 14, размер которых увеличивается от входного устройства к выходному, между лотком 7 и желобом 4 установлена система распределительных стержней 15, причем стержни установлены по длине канала между перегородкой 13 и торцом канала, на котором установлено устройство для отвода потока 3. Стержни в системе 15 установлены неравномерно, расстояние между стержнями по мере приближения к боковой стенке 5 уменьшается. Разделяющая перегородка 13 и турбулизирующие пластины 14 по высоте составляют менее половины высоты глубины канала. За устройством для ввода 2 потока установлена также система распределительных стержней 16. The sand trap consists of a straight channel 1 with input devices 2 and output 3 of the medium. The bottom 4 of the sand trap is inclined, while one side wall 5 is docked with a less deep part of the bottom, and the second side wall 6 with a deeper part of the bottom. Near the side wall 6, parallel to it, a groove 7 is made in the bottom 4 for moving sand to the device 8 for removing sand from the sand trap. Near the side wall 6, a bubbler pipe 9 is installed, creating a circulation movement in the plane of the cross section. Trays 10 are docked to one side of the side wall and to the end with the medium output device. A transverse bubbler pipe 11 is connected to the circulation bubbler pipe 9, the holes 12 in which are made unevenly, the maximum number of holes per linear meter is made near the wall 6, and as you move away from it, the number of holes per linear meter decreases. A partition wall 13 is attached to the side wall 5, located in the middle of the channel along the length of the channel and located in the upper part of the channel (the height of the partition is less than the depth of the channel). Turbulent plates 14 are attached to the side wall 6 at an equal distance from each other along the side wall, the size of which increases from the input device to the output, a system of distribution rods 15 is installed between the tray 7 and the groove 4, the rods being installed along the length of the channel between the partition 13 and the end face the channel on which the device for diverting the flow 3 is installed. The rods in the system 15 are installed unevenly, the distance between the rods decreases as they approach the side wall 5. The dividing wall 13 and the turbulence plates 14 in height are less than half the height of the channel depth. Behind the device for inputting 2 streams, a distribution rod system 16 is also installed.

В песколовке также установлены вдоль боковой стенки 6 на равном расстоянии одна от другой поворотные пластины 17, снабженные отбортовкой 18 и установленные под углом к вертикали. При этом верхний торец пластин 17 расположен ближе к устройству отвода, чем нижний. Циркуляционная барботажная труба совмещена с краем желоба 7, дальнего от стенки 6. Вдоль края желоба 7 расположены поворотные элементы 19. Поворотные элементы 19 выполнены полыми с входным отверстием 20 и выходным 21, причем входные отверстия 20 размещены вблизи поверхности песколовки, а выходные отверстия 21 вблизи дна песколовки. Все отверстия 20 и 21 ориентированы в одну сторону, в сторону устройства ввода 2. In the sand trap, rotary plates 17 are also installed along the side wall 6 at an equal distance from one another, provided with a flange 18 and installed at an angle to the vertical. In this case, the upper end of the plates 17 is located closer to the tap device than the lower one. The circulation bubbler pipe is aligned with the edge of the groove 7, far from the wall 6. Along the edge of the groove 7 are rotary elements 19. The rotary elements 19 are hollow with an inlet 20 and an outlet 21, with the inlet openings 20 located near the surface of the sand trap, and the outlet openings 21 near sand trap bottom. All holes 20 and 21 are oriented in one direction, towards the input device 2.

Песколовка работает следующим образом. Сточные воды через устройство для ввода 2 поступают в корпус 1. Далее поток проходит над барботажными трубками 11. Так как отверстия в трубках 11 по длине трубок выполнены неравномерно, то количество газовых пузырей, поднимающихся вверх, будет увеличиваться по мере приближения к боковой стенке 5, и следовательно, на пути потока сточных вод возникает завеса из пузырей и увлекаемой ими жидкости, препятствующей движению потока. Но так как сопротивление у стенки 6 меньшее, то основная масса потока поворачивает к стенке 6. Кроме того, проходное сечение увеличивается по мере приближения к желобу 4 из-за опускания дна 3, в результате процесс поворота потока к стенке 6 ускоряется для большей части потока. Таким образом, барботажные трубки 11 выполняют две функции; 1) являются распределителем потока, так как препятствуют движению потока вблизи стенки 5; 2) восходящий поток отмывает органику от песковых фракций и не дает более легкой органике осесть вместе с песковыми фракциями на дно. Достигнув боковой стенки 6 канала 1, поток разворачивается и устремляется к лотку 10. При этом, траектория движения среды в песколовке приобретает зигзагообразную форму и путь движения среды в песколовке удлиняется. Верхний слой потока, в котором практически отсутствуют песковые фракции, так как они оседают в более глубокие слои, переливаются в лотки 10. Более глубокие слои из-за наличия циркуляционного течения в плоскости поперечного сечения, создаваемого барботажной трубой 9, попадают под лоток и устремляются ко дну песколовки. Проходя вблизи дна, частицы песковых фракций оседают на дно и сносятся циркуляционным течением в желоб 7, а из него удаляются устройством для удаления песковых фракций 8. Sand trap works as follows. Wastewater flows through the input device 2 into the housing 1. Next, the flow passes over the bubble tubes 11. Since the holes in the tubes 11 are not uniform along the length of the tubes, the number of gas bubbles rising upward will increase as we approach the side wall 5, and consequently, a curtain of bubbles and the fluid carried away by them, which impedes the movement of the flow, appears in the path of the wastewater flow. But since the resistance at the wall 6 is lower, the bulk of the flow turns toward the wall 6. In addition, the flow cross section increases as you approach the groove 4 due to the lowering of the bottom 3, as a result, the process of turning the flow to the wall 6 is accelerated for most of the flow . Thus, the bubbler tubes 11 perform two functions; 1) are a flow distributor, since they impede the flow of motion near the wall 5; 2) the upward stream washes away the organic matter from the sand fractions and does not allow the lighter organic matter to settle to the bottom together with the sand fractions. Having reached the side wall 6 of channel 1, the flow unfolds and rushes to the tray 10. At the same time, the path of the medium in the sand trap takes on a zigzag shape and the path of the medium in the sand trap lengthens. The upper layer of the stream, in which there are practically no sand fractions, since they settle into the deeper layers, overflow into the trays 10. The deeper layers due to the presence of circulation flow in the cross-sectional plane created by the bubbler pipe 9 fall under the tray and rush to bottom of the sand trap. Passing near the bottom, the particles of sand fractions settle to the bottom and are carried by the circulation flow into the groove 7, and from it are removed by a device for removing sand fractions 8.

Для создания равномерного слоя, переливающегося через край лотков 10, устанавливается разделяющая перегородка 13 и система распределительных стержней 15. Расстояние между стержнями увеличивается по мере удаления от разделительной перегородки 13, при этом скорости движения среды за стержнями выравниваются, кроме того, стержни гасят крупномасштабные вихревые образования и тем самым создают идеальные условия для осаждения песковых фракций. To create a uniform layer overflowing the edges of the trays 10, a dividing wall 13 and a system of distribution rods 15 are installed. The distance between the rods increases as you move away from the dividing wall 13, while the velocities of the medium behind the rods become equal, in addition, the rods quench large-scale vortex formations and thereby create ideal conditions for the deposition of sand fractions.

Для интенсификации условий отмывки песковых фракций от органики, к боковой стенке 6 корпуса 1 крепятся турбулизирующие пластины 14, которые турбулизируют поток, что приводит к дополнительной отмывке органики от песковых фракций и поддержания органики в верхних слоях потока. Турбулизирующие пластины 14 выполнены разных размеров, ширина пластин 14 увеличивается по мере приближения к выходному устройству, при этом удается осуществить плавный разворот к боковой стенке 6. To intensify the conditions for washing sand fractions from organics, turbulizing plates 14 are attached to the side wall 6 of the housing 1, which turbulence the flow, which leads to additional washing of the organics from the sand fractions and maintaining the organics in the upper layers of the stream. The turbulent plates 14 are made of different sizes, the width of the plates 14 increases as you approach the output device, while you can make a smooth turn to the side wall 6.

В песколовке со встречными потоками наклонные пластины 17 направляют часть потока на дно, при этом наличие отбортовки 18 увеличивает количество жидкости, подаваемой пластинами 17 сверху вниз. При этом поток, движущийся вдоль наклонных пластин 17, разворачивается в противоположную сторону и, достигнув дна, движется вдоль желоба 7 в направлении устройства для удаления песка. По другую сторону от желоба 7 размещены поворотные элементы 19, которые захватывают входными отверстиями 20 часть потока, далее поток движется сверху вниз вдоль поворотных элементов 19 и разворачивается в противоположную сторону. Поток далее выходит из отверстий 21 и движется в сторону устройства для удаления песка 8. В желобе создается устойчивый поток, направленный в противоположную сторону от основного потока. Организованное вблизи дна течение будет переносить осевшие песковые фракции к устройству для удаления песка 8. При этом непрерывное удаление песка позволит избежать возникновения отложений песка и тем самым снизить количество твердой фазы в удаляемой жидкости. In the sand trap with oncoming flows, the inclined plates 17 direct part of the flow to the bottom, while the presence of flanging 18 increases the amount of liquid supplied by the plates 17 from top to bottom. In this case, the flow moving along the inclined plates 17, turns in the opposite direction and, having reached the bottom, moves along the groove 7 in the direction of the device for removing sand. On the other side of the groove 7 there are rotary elements 19 which capture part of the flow by the inlet openings 20, then the flow moves from top to bottom along the rotary elements 19 and turns in the opposite direction. The stream then exits the openings 21 and moves towards the device for removing sand 8. A steady stream is created in the trough directed in the opposite direction from the main stream. Organized near the bottom of the flow will transfer the settled sand fractions to the device for removing sand 8. In this case, the continuous removal of sand will avoid the occurrence of sand deposits and thereby reduce the amount of solid phase in the removed liquid.

Для определения эффективности предложенной песколовки были проведены сравнительные эксперименты на лабораторных моделях. Эксперименты показали, что в предложенной песколовке проскок песковых фракций на 70% меньше. To determine the effectiveness of the proposed sand trap, comparative experiments were conducted on laboratory models. The experiments showed that in the proposed sand trap, the breakthrough of sand fractions is 70% less.

Claims (6)

1. Песколовка, содержащая прямой канал с расположенными на торцах устройствами ввода и вывода потока и с наклонным дном, в наиболее глубокой части которого выполнен желоб для сбора песка и устройство для его удаления, выше желоба установлена циркуляционная барботажная труба для создания циркуляционного течения в поперечном сечении канала, отличающаяся тем, что к части боковой стенки канала, примыкающей к наименее глубокой части дна и торцевой стенке, в которой установлено устройство для отвода потока, прикреплены лотки, соединенные между собой, с циркуляционной барботажной трубой соединены барботажные трубки, причем количество барботажных отверстий на 1 пог. м возрастает по мере удаления от циркуляционной барботажной трубы, а поперечные барботажные трубки установлены между устройством ввода и торцом лотка, прикрепленного к боковой стенке песколовки. 1. Sand trap containing a direct channel with flow input and output devices located at the ends and with an inclined bottom, in the deepest part of which a gutter for collecting sand and a device for removing it are made, a circulation bubbler pipe is installed above the gutter to create a circulation flow in the cross section channel, characterized in that to the part of the side wall of the channel adjacent to the least deep part of the bottom and the end wall in which the device for diverting the flow is installed, trays are connected, connected between a, with a circulation pipe connected to a bubble tube bubble, the bubble amount of holes per 1 running. m increases with distance from the circulation bubbler pipe, and transverse bubbler tubes are installed between the input device and the end of the tray attached to the side wall of the sand trap. 2. Песколовка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена разделяющей перегородкой и системой разделительных стержней, при этом разделительная перегородка установлена под углом к боковой стенке, на которой крепится лоток, и состыкована с ней, а система распределительных стержней установлена вдоль канала под углом к оси канала между разделяющей перегородкой и торцом канала, к которому крепится лоток. 2. The sand trap according to claim 1, characterized in that it is equipped with a dividing wall and a system of dividing rods, while the dividing wall is installed at an angle to the side wall on which the tray is attached and is joined to it, and the system of distribution rods is installed along the channel under angle to the axis of the channel between the dividing wall and the end of the channel to which the tray is attached. 3. Песколовка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена турбулизирующими пластинами, прикрепленными к боковой стенке, примыкающей к наиболее глубокой части дна, причем длина пластин увеличивается по мере приближения к устройству отвода потока. 3. Sand trap in paragraphs. 1 and 2, characterized in that it is equipped with turbulizing plates attached to the side wall adjacent to the deepest part of the bottom, and the length of the plates increases as you approach the device to divert the flow. 4. Песколовка по пп. 1 3, отличающаяся тем, что перед устройством ввода установлена дополнительная система распределительных стержней. 4. Sand trap in paragraphs. 1 to 3, characterized in that in front of the input device installed an additional system of distribution rods. 5. Песколовка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена поворотными пластинами и поворотными элементами, при этом поворотные пластины снабжены отбортовкой и крепятся к боковой стенке, совмещенной с наиболее глубокой частью дна, и установлены под углом к вертикали, причем нижние торцы расположены на дне песколовки и установлены ближе к устройству ввода, чем верхние торцы, а вдоль края желоба, ближайшего к лоткам, установлены поворотные элементы. 5. Sand trap in paragraphs. 1 and 2, characterized in that it is equipped with rotary plates and rotary elements, while the rotary plates are equipped with a flange and are attached to the side wall, combined with the deepest part of the bottom, and are installed at an angle to the vertical, with the lower ends located at the bottom of the sand trap and mounted closer to the input device than the upper ends, and along the edge of the gutter closest to the trays, rotary elements are installed. 6. Песколовка по пп. 1, 2 и 5, отличающаяся тем, что поворотные элементы выполнены в виде поворотных колен с входным отверстием в верхней части и с выходным отверстием в нижней части, при этом поперечное сечение нижнего отверстия меньше верхнего. 6. Sand trap according to paragraphs. 1, 2 and 5, characterized in that the rotary elements are made in the form of rotary elbows with an inlet in the upper part and with an outlet in the lower part, while the cross section of the lower hole is smaller than the upper one.

Images